2024年高考物理选择性必修第二册大一轮复习：第四章电磁振荡与电磁波

这是一份2024年高考物理选择性必修第二册大一轮复习：第四章电磁振荡与电磁波，共10页。试卷主要包含了28×10－3 s，14× eq \r s＝6等内容，欢迎下载使用。
2 电磁场与电磁波
eq \a\vs4\al(80)
电磁振荡
1.
(2023·江苏南通如皋中学高二校考)LC振荡电路中的电流图像如图所示，规定回路中顺时针电流方向为正。下图中正确反映出1～2 ms内电场强度E和磁感应强度B方向的是( C )
eq \(\s\up7(),\s\d15(A)) eq \(\s\up7(),\s\d15(B))
eq \(\s\up7(),\s\d15(C)) eq \(\s\up7(),\s\d15(D))
解析：1～2 ms内，电流逐渐减小，电容器充电，因顺时针电流方向为正，则电容器上极板带正电，电场强度方向向下；根据安培定则，C选项磁感应强度B方向向上，D选项磁感应强度方向向下，故选C。
2．在如图甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间变化的规律如图乙所示，规定电路中振荡电流沿逆时针方向为正方向，则电路中振荡电流随时间变化的图像是( D )
eq \(\s\up7(),\s\d15(A)) eq \(\s\up7(),\s\d15(B)) eq \(\s\up7(),\s\d15(C)) eq \(\s\up7(),\s\d15(D))
解析：电容器极板间电压U＝ eq \f(Q,C) ，随电容器极板上电荷量的增大而增大，随电荷量的减小而减小。从题图乙可以看出，在0～ eq \f(T,4) 这段时间内是充电过程，且UAB>0，即φA>φB，A板应带正电，只有顺时针方向的电流才能使A板被充电后带正电，同时考虑到t＝0时刻电压为零，电容器极板上的电荷量为零，电流最大，即t＝0时刻，电流为负向最大，D正确。
3．在LC振荡电路中，下列说法正确的是( D )
A．电感线圈中的电流最大时，电容器中电场能最大
B．电容器两极板间电压最大时，线圈中磁场能最大
C．在一个周期内，电容器充电一次，放电一次
D．在一个周期内，电路中的电流方向改变两次
解析：放电完毕时，回路中电流最大，磁场能最大，电场能最小，故A错误；电容器两极板间电压最大时，电场能最大，线圈中磁场能最小，故B错误；在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，故C错误；在一个周期内，电路中的电流方向改变两次，故D正确。故选D。
4．(2023·河北石家庄高二统考期末)在LC振荡电路中，某时刻电流i的方向如图所示，下列说法正确的是( B )
A.若电流i正在减小，则电容器正在放电
B．若电流i正在增大，此时电容器上极板带负电
C．若仅增大线圈的自感系数，振荡频率增大
D．若仅增大电容器的电容，振荡频率增大
解析：若电流i正在减小，则电容器正在充电，A错误；若电流i正在增大，此时电容器上极板带负电，B正确；由f＝ eq \f(1,2π\r(LC)) ，可知若仅增大线圈的自感系数，振荡频率减小，若仅增大电容器的电容，振荡频率减小，C、D错误。故选B。
5.(多选)如图所示的电路中，自感线圈的自感系数为L，电容器的电容为C，电源电动势为E，今将开关S由1扳到2，从这一时刻起( ACD )
A．经历时间 eq \f(π,2) eq \r(LC) 时，回路中的磁场能达到最大值
B．经历时间π eq \r(LC) 时，回路中的磁场能达到最大值
C．在0～ eq \f(1,4) 周期的时间里，电容器放电的电荷量为CE
D．在0～ eq \f(1,4) 周期的时间里，电容器放电的平均电流是 eq \f(2E,π) eq \r(\f(C,L))
解析：开关由1扳到2，开始放电，经过 eq \f(π,2) eq \r(LC) ，即t＝ eq \f(T,4) ，放电电流最大，磁场能最大，A正确；t＝π eq \r(LC) ＝ eq \f(T,2) ，此时，电路中i＝0，磁场能为零，B错误；放电瞬间，电容器带电荷量q＝CE， eq \f(T,4) 时间内放电结束，C正确；i＝ eq \f(q,t) ＝ eq \f(CE,\f(π,2)\r(LC)) ＝ eq \f(2E,π) eq \r(\f(C,L)) ，D正确。
6．(多选)一台电子钟，是利用LC振荡电路来制成的，在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快1 min，造成这种现象的可能原因是( BCD )
A．L不变，C变大了
B．L不变，C变小了
C．L变小了，C不变
D．L、C均减小了
解析：电子钟变快，说明了LC回路的振荡周期变小；根据电磁振荡的周期公式T＝2π eq \r(LC) 可知，振荡电路的电容变小或线圈中的电感变小都会导致振荡电路的周期变小，故BCD正确。L不变，C变大，则会导致振荡电路的周期变大，电子钟变慢，故A错误。故选BCD。
7.如图所示，一LC回路的电感L＝0.25 H，电容C＝4 μF，在电容开始放电时设为零时刻，上极板带正电，下极板带负电，求：
(1)此LC振荡电路的周期为多少？
(2)当t＝2.0×10－3 s时，电容器上极板带何种电荷？电流方向如何？
(3)电容器两板间电压最大为10 V，则在前 eq \f(T,4) 内的平均电流为多大？
答案：(1)6.28×10－3 s
(2)带负电荷，电流方向是逆时针
(3)2.55×10－2 A
解析：(1)振荡电路的周期T＝2π eq \r(LC) ＝2×3.14× eq \r(0.25×4×10－6) s＝6.28×10－3 s。
(2)t＝2.0×10－3 s在 eq \f(T,4) 到 eq \f(T,2) 之间，电容器在充电，所以上极板带负电，电流方向为逆时针。
(3)电容器两板间电压最大为10 V，电容C＝4 μF，根据Q＝CU，结合Q＝It，
则有 eq \x\t(I) ＝ eq \f(CU,\f(T,4)) ＝ eq \f(4×4×10－6×10,6.28×10－3) A＝2.55×10－2 A。
电磁场与电磁波
8．关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( D )
A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
解析：根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场。
9.
下列图中所示的四种磁场变化情况，能产生如图所示的电场的是( C )
eq \(\s\up7(),\s\d15(A)) eq \(\s\up7(),\s\d15(B)) eq \(\s\up7(),\s\d15(C)) eq \(\s\up7(),\s\d15(D))
解析：由题图可知，产生的电场为匀强电场，根据电磁感应定律可知，只有磁场随着时间均匀变化，才会产生恒定的电场，故C正确，A、B、D错误。故选C。
10.
(多选)根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场。当产生的电场的电场线如图所示时，可能是( AC )
A．向上方向的磁场在增强
B．向上方向的磁场在减弱
C．向上方向的磁场先增强，然后反向减弱
D．向上方向的磁场先减弱，然后反向增强
解析：若竖直向上的磁场增强时，根据楞次定律可得感应电流的磁场阻碍原磁场的增强而方向向下，根据安培定则知感应电流方向如图中E的方向所示，故A正确，B错误；竖直向上的磁场增强时，感应电流的磁场阻碍原磁场的增强而方向向下，根据安培定则知感应电流方向如图中E的方向所示，竖直向下的磁场减弱时，感应电流的磁场阻碍原磁场的减弱而方向向下，根据安培定则知感应电流方向如图中E的方向所示，故C正确，D错误。故选AC。
11．(2023·新疆阿勒泰高二统考期末)(多选)关于电磁波，下列说法正确的是( ABD )
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
D．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
解析：电磁波在真空中的传播速度为3×108 m/s，与电磁波的频率无关，故A正确；周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又产生周期性变化的电场，它们相互激发向周围传播，就形成了电磁波，故B正确；波源的电磁振荡停止后，已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，故C错误；电磁波是横波，因此其电场强度和磁感应强度均与传播方向垂直，故D正确。故选ABD。
12．关于电磁波和机械波，下列说法正确的是( C )
A．电磁波是纵波，而机械波既有横波又有纵波
B．机械波和电磁波在传播时都需要介质
C．机械波的能量由振幅决定，而电磁波的能量由频率决定
D．当机械波或电磁波从空气中进入水中时，频率不变，波长和波速都变小
解析：电磁波是横波，而机械波既有横波又有纵波，故A错误；机械波在传播时需要介质，而电磁波传播不需要介质，故B错误；机械波的能量由振幅决定，而电磁波的能量E＝hν，由频率ν决定，故C正确；当电磁波从空气中进入水中时，频率不变，而介质的折射率变大，所以波速变小，则波长也变小，对于机械波从空气中进入水中时，频率不变，但波速变大，所以波长也变大，故D错误。故选C。
eq \a\vs4\al(82)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列关于机械波和电磁波的说法中，正确的是( A )
A．电磁波和机械波都能产生干涉、衍射和多普勒效应现象
B．波源停止振动，机械波立即停止传播，电磁波能继续传播
C．机械波和电磁波由一种介质进入另一种介质传播时，波速保持不变
D．机械波和电磁波由一种介质进入另一种介质传播时，波长保持不变
解析：当两列波频率相等时可以发生干涉现象，当障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多时产生衍射现象，多普勒效应是波动过程共有的特征，机械波、电磁波都会发生多普勒效应，机械波和电磁波都能产生干涉、衍射和多普勒效应现象，故A正确；波源停止振动，机械波继续传播，电磁波也继续传播，故B错误；机械波和电磁波由一种介质进入另一种介质传播时频率保持不变，波速发生变化，由v＝λf知波长也发生改变，故C、D错误。故选A。
2．为了增大LC振荡电路的固有频率，下列办法可采取的是( D )
A．增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯
B．减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数
C.减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯
D．减小电容器两极板的正对面积并减少线圈的匝数
解析：LC振荡电路的频率公式f＝ eq \f(1,2π\r(LC)) ，由此式可知增大固有频率f的方法是减小L或减小C或同时减小L和C。另外由电容器电容公式C＝ eq \f(εrS,4πkd) 可知，若电容器两极板的正对面积增大，则C增大，正对面积减小，则C减小；若电容器两极板间的距离减小，则C增大，距离增大，则C减小。在线圈中放入铁芯或增加线圈的匝数，则L增大，减小线圈的匝数，则L减小。综上可知只有D项正确。
3．某电路中电场强度随时间变化的关系图像如图所示，能发射电磁波的是( D )
eq \(\s\up7(),\s\d15(A)) eq \(\s\up7(),\s\d15(B)) eq \(\s\up7(),\s\d15(C)) eq \(\s\up7(),\s\d15(D))
解析：恒定的电场周围不会产生磁场，不会形成电磁波，故A错误；根据麦克斯韦的电磁场理论可知，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，不会在空中形成交替出现的电磁场，无法形成电磁波，故B、C错误；根据麦克斯韦的电磁场理论可知，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，电场和磁场在空间的交替传播就形成了电磁波，故D正确。故选D。
4．已知LC振荡电路(如图甲所示)中电容器极板1上的电荷量随时间变化的曲线如图乙所示，则( B )
A．a、c两时刻电路中电流最大，方向相同
B．a、c两时刻电容器的电场能最大
C．b、d两时刻电路中电流最小，方向相反
D．b、d两时刻线圈的磁场能最小
解析：由LC振荡电路中电磁振荡规律可知，电容器充、放电过程中，当电容器极板上的电荷量最大时，电路中电流为零，电容器的电场能最大，故A错误，B正确；b、d两时刻，电容器极板上的电荷量为零，此时电路中电流最大，线圈的磁场能最大，故C、D错误。
5.如图所示为LC振荡电路在电磁振荡中电容器极板间电压随时间变化的ut图像，则下列说法正确的是( B )
A.t1～t2时间内，电路中电流强度不断增大
B.t2～t3时间内，电场能越来越小
C．t3时刻，磁场能为零
D．t3时刻电流方向要改变
解析：t1时刻电路中电流最大，t1～t2时间内，向电容器反方向充电，t2时刻电容器两端电压最大，电流最小，A错误；t2～t3时间内，电容器放电，电场能逐渐转化为磁场能，电场能越来越小，t3时刻电流达到最大，磁场能最大，B正确，C错误；t3时刻继续向电容器反向充电，则电流方向不变，D错误。
6.若某时刻LC振荡电路中连接电容器的导线具有向上的电流，如图所示。则下列说法中正确的是( B )
A．电容器正在放电
B．电流正在逐渐减小
C．两平行板间的电场强度在减小
D．螺线管中的感应磁场竖直向上
解析：由图中可以看出，极板间的电场方向是竖直向上的，说明下极板带正电，上极板带负电；等效电流的方向是向上的，即外电流流向下极板，流出上极板，也就是相当于正电荷流向下极板，而下极板是带正电的，所以下极板所带的电荷量会增加，所以电容器在充电，故A错误；电容器正在充电，则说明此时电流正在逐渐减小，故B正确；充电的过程，两极板间的电压在增大，由电场强度E＝ eq \f(U,d) 可知极板间的电场强度在增大，故C错误；线圈中电流由上到下，则由安培定则可知，螺线管中的感应磁场竖直向下，故D错误。故选B。
7.
如图所示，LC振荡电路的L不变，C可调，要使振荡频率从700 Hz变为1 400 Hz。则可以采用的办法有( D )
A．把电容增大到原来的4倍
B．把电容增大到原来的2倍
C．把电容减小到原来的 eq \f(1,2)
D．把电容减小到原来的 eq \f(1,4)
解析：由f＝ eq \f(1,2π\r(LC)) 知，频率变为原来的2倍时，当C＝ eq \f(1,4) C0时符合要求，其中C0为原电容，故选项D正确。
8.某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如图所示为玩具内的LC振荡电路部分，已知线圈自感系数L＝2.5×10－3 H，电容器电容C＝4 μF，在电容器开始放电时(取t＝0)，上极板带正电，下极板带负电，则( C )
A．LC振荡电路的周期T＝π×104 s
B．当t＝π×10－4 s时，电容器上极板带正电
C．当t＝ eq \f(π,3) ×10－4 s时，电路中电流方向为顺时针
D．当t＝ eq \f(2π,3) ×10－4 s时，电场能正转化为磁场能
解析：由公式T＝2π eq \r(LC) 得LC振荡电路的周期为T＝2π eq \r(2.5×10－3×4×10－6) s＝2π×10－4 s，故A错误；t＝π×10－4 s时，电容器反向充满电，所以上极板带负电，故B错误；t＝ eq \f(π,3) ×10－4 s是0～ eq \f(T,4) 之间，电容器正在放电，放电电流是由正极板流向负极板，为顺时针电流，故C正确；当t＝ eq \f(2π,3) ×10－4 s时介于 eq \f(T,4) ～ eq \f(T,2) 之间，电容器正在充电，磁场能转化为电场能，故D错误。故选C。
二、选择题(每小题有多个选项符合题目要求)
9．下列关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( BCD )
A．机械波和电磁波本质上是一致的
B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，还与电磁波的频率有关
C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波
D.它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
解析：机械波由振动产生，电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生；机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定；电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项A错误，B、C、D正确。
10.如图所示为LC电路中电流i随时间t变化的图像，可知( CD )
A．在t1时刻，电路中的电场能最大
B．从t1到t2，电容器极板上的电荷逐渐减少
C.从t2到t3，电容器放电
D．在t2时刻，线圈中的磁场能最小
解析：在t1时刻，电路中的电流最大，说明放电结束，此时电路中的电场能为0，磁场能最大，故A错误；从t1到t2，电路中的电流逐渐减小，说明电容器正在充电，极板上的带电荷量逐渐增加，故B错误；从t2到t3，电路中的电流增大，说明电容器正在放电，故C正确；在t2时刻电路中电流为0，说明充电结束，则磁场能最小，故D正确。
11.如图是LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是( BCD )
A．电容器正在充电
B．电感线圈中的磁场能正在增加
C．电感线圈中的电流正在增大
D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大
解析：由题图中磁感应强度的方向和安培定则可知，此时电流向着电容器带负电的极板流动，也就是电容器处于放电过程中，这时两极板上的电荷量和电压、电场能正在减少，而电流和线圈中的磁场能正在增加，由楞次定律可知，线圈中的自感电动势正在阻碍电流的增大，故选B、C、D。
12．图甲为某种车辆智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图乙，则下列有关说法正确的是( ABC )
A.t1时刻电容器间的电场强度为最小值
B．t1～t2时间内，电容器处于充电过程
C．汽车靠近线圈时，振荡电流频率变小
D．从图乙波形可判断汽车正靠近地感线圈
解析：t1时刻电流最大，线圈中磁场能最大，电容器中电场能最小，电容器间的电场强度为最小值，故A正确；t1～t2时间内，电流逐渐减小，线圈中磁场能减小，电容器中电场能增大，电容器处于充电过程，故B正确；当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，根据T＝2π eq \r(LC) ，可知周期变大，频率变小，故C正确；从图乙波形可知周期越来越小，频率越来越大，汽车正远离地感线圈，故D错误。故选ABC。
三、非选择题
13．在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期T，即可求得电感L。为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值。现将测得的6组数据标示在以C为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上，即图中“×”表示的点。
(1)T、L、C的关系为T＝2π eq \r(LC) ；
(2)根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线；
答案：如图所示
(3)求得的L值是0.04__H。
解析：(1)根据LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期T，则公式为T＝2π eq \r(LC) 。
(2)由作图原则，数据尽可能均匀分布在直线两侧，距离太远的点，则是错误的，应舍弃。
(3)通过图像的斜率等于4π2L，则可求出L值为0.04 H。
14．电感线圈中的电流在0.6 s时间内的变化为1 A，线圈产生的感应电动势为6 mV，求由该线圈和电容为14 400 pF的电容器组成的振荡电路所辐射的电磁波波长是多大？
答案：13 565 m
解析：自感电动势E＝L eq \f(ΔI,Δt) ，有：6×10－3＝L× eq \f(1,0.6) ，解得L＝3.6×10－3 H；
据LC振荡电路振荡电流频率
f＝ eq \f(1,2π\r(LC)) ＝ eq \f(1,2×3.14×\r(3.6×10－3×14 400×10－12)) ＝22 116 Hz；
发射电磁波频率为22 116 Hz，故波长为λ＝ eq \f(c,f) ＝ eq \f(3×108,22 116) m＝13 565 m。
3 无线电波的发射和接收
4 电磁波谱
eq \a\vs4\al(84)
无线电波的发射和接收
1．关于无线电广播发射过程中的振荡器的作用，下列说法正确的是( A )
A．振荡器的作用是产生等幅高频信号
B．振荡器的作用是产生低频音频信号
C．振荡器的作用是产生高频音频信号
D．振荡器的作用是产生等幅低频信号
解析：无线电广播发射过程中的振荡器的作用是产生等幅高频信号，然后将声音信号载在振荡器发出的电磁波上发射出去，A正确。故选A。
2．实际发射无线电波的过程如图甲所示，高频振荡器产生高频等幅振荡如图乙所示，人对着话筒说话时产生低频信号如图丙所示。则发射出去的电磁波图像应是( B )

eq \(\s\up7(),\s\d15(A)) eq \(\s\up7(),\s\d15(B)) eq \(\s\up7(),\s\d15(C)) eq \(\s\up7(),\s\d15(D))
解析：使电磁波随各种信号而改变的技术，叫作调制。调制共有两种方式：一种是调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一种是调频，即通过改变频率来实现信号加载，由各选项的图形可知，该调制波为调幅波，即发射信号的振幅随声音信号振幅的变化而变化。故选B。
3．(多选)如图所示，为调幅振荡电流图像，此电流存在于电磁波发射和接收中的哪个阶段( BC )
A．经调制前 B．经调制后
C．经检波前 D．经检波后
解析：为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制。题图是将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信号变化，这叫调幅。在接收电路中，经过调谐，回路中将出现调幅振荡电流，经检波后，调幅振荡电流将被还原。故选BC。
电视广播的发射和接收
4．在日常生活中，摄像机、电视机是常见的电子产品，对它们的认识，下列说法不正确的是( D )
A．摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置
B．电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置
C．摄像机传送的图像是一帧一帧的
D．电视机接收的画面是连续的
解析：由题意可知，摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置，摄像机传送的图像是一帧一帧的；电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置，电视机接收的画面不是连续的，而是一帧一帧的，故A、B、C正确，D错误。本题选择错误的，故选D。
5．世界各地有许多无线电台同时广播，用收音机一次只能清晰收听到某一电台的播音，而不是同时收听到许多电台的播音，其原因是( D )
A．因为收听到的电台离收音机最近
B．因为收听到的电台频率最高
C．因为接收到的电台电磁波能量最强
D．因为收音机调谐电路中产生的振荡电流与接收到的电台电磁波产生了电谐振
解析：接收电台广播时先通过发生电谐振接收电磁波，即收音机调谐电路中产生的振荡电流与接收到的电台电磁波产生了电谐振，然后将声音信号从高频电流中还原出来，经过调谐和检波两个过程，故D正确，A、B、C错误。故选D。
6．如图所示为电视接收声音和图像过程示意图，其工作过程顺序正确的是( C )
A．解调→放大→调谐→显示
B．调谐→放大→解调→显示
C．调谐→解调→放大→显示
D．放大→调谐→解调→显示
解析：电视机接收声音和图像，首先利用电谐振通过调谐把所需频率电磁波选出来，然后解调，取下信号，最后经放大后再传给显像管显像、传给扬声器播放声音，所以正确的顺序是C。
电磁波谱
7．(多选)关于红外线，下列说法正确的是( BD )
A．红外烤箱中的红光就是红外线
B．红外线比可见光更容易发生衍射
C．高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线
D．红外线比可见光更容易引起固体物质分子共振
解析：红外线是不可见光，红外烤箱中的红光不是红外线，故A错误；红外线比可见光波长长，所以更容易发生衍射，故B正确；一切物体都向外辐射红外线，故C错误；红外线的频率与固体物质分子的固有频率接近，容易引起分子共振，故D正确。故选BD。
8．在电磁波谱中，红外线、可见光和X射线三个波段的频率大小关系是( B )
A．红外线的频率最大，可见光的频率最小
B．X射线的频率最大，红外线的频率最小
C．可见光的频率最大，红外线的频率最大
D．X射线频率最大，可见光的频率最小
解析：红外线、可见光和X射线三个波段的波长是从长到短，所以其频率是从低到高，则频率最高的是X射线，频率最小的是红外线，故B正确，A、C、D错误。故选B。
9．(2023·江苏南京宁海中学高二期末)关于电磁波下列说法正确的是( C )
A．麦克斯韦用实验验证了“变化的电场产生磁场”，并证实了电磁波的存在
B．医院里常用X射线照射病房和手术室进行消毒
C．红外线、X射线、γ射线中红外线的波长最长
D．电磁波的传播需要介质，其在介质中的传播速度等于光速
解析：麦克斯韦提出了电磁场理论，赫兹通过实验验证了电磁波的存在，故A错误；医院里常用紫外线照射病房和手术室进行消毒，故B错误；根据电磁波谱按波长由长到短的排列顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线(伦琴射线)、γ射线，可见，题中红外线的波长最长，故C正确；电磁波的传播不需要介质，电磁波在真空也能传播，其在介质中的传播速度小于光速，故D错误。故选C。
10．5G是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展5G网络。5G网络使用的无线电波通信频率在3.0 GHz以上的超高频段和极高频段(如图)，比目前4G及以下网络(通信频率在0.3～3.0 GHz间的特高频段)拥有更大的带宽和更快的传输速率。未来5G网络的传输速率(指单位时间传送的数据量大小)可达10 Gbps(bps为bits per secnd的英文缩写，即比特率、比特/秒)，是4G网络的50～100倍。关于5G网络使用的无线电波，下列说法正确的是( D )
A．在真空中的传播速度更快
B．在真空中的波长更长
C．衍射的本领更强
D．频率更高，相同时间传递的信息量更大
解析：任何电磁波在真空中的传播速度均为光速，故传播速度相同，故A错误；因5G信号的频率更高，则波长更短，故B错误；因5G信号的频率更高，则波长小，故4G信号更容易发生明显的衍射现象，故C错误；频率越高，光子的能量越大，故相同时间传递的信息量更大，故D正确。故选D。
11．红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况。地球大气中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收。下图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况，由图可知，在该波段红外遥感卫星大致能够接收到的波长范围为( D )

A．2.5～3.5 μm B．4～4.5 μm
C．5～7 μm D．8～13 μm
解析：由题图可知，水对电磁波吸收的波长范围为0～8 μm，二氧化碳对电磁波吸收的波长范围为3～5 μm和大于13 μm的，所以能够通过大气层被遥感卫星接收的波长范围为8～13 μm。故选D。
eq \a\vs4\al(86)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列关于电磁波的说法中正确的是( A )
A．频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越大
B．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场向外传播就形成了电磁波
C．在无线电波的传播中，微波适宜采用地波传播
D．红外线具有显著的热效应，其波长比紫外线的波长短
解析：发射电磁波的本领就是单位时间内辐射出去的能量，所以频率越高，振荡电路向外发射电磁波的本领越大，故A正确；均匀变化的磁场产生稳定的电场，而不是产生均匀变化的电场，故B错误；微波由于波长过短，绕过障碍物的本领就很差了，不能以地波的形式传播，微波的传播方式是沿直线传播，故C错误；红外线的波长比紫外线的波长长，故D错误。故选A。
2．电视机的室外天线能把电信号接收下来，是因为( A )
A．天线处于变化的电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路
B．天线只处于变化的电场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路
C．天线只是有选择地接收某电视台信号，而其他电视台信号则不接收
D．天线将电磁波传输到电视机内
解析：室外天线处于变化的电磁场中，天线产生了感应电流，相当于电源通过馈线输送给LC电路，故A正确，B、C、D均错误。
3．(2023·湖北武汉高二期中)调谐电路的可变电容器的动片从完全旋出到完全旋入仍接收不到较低频率电台发出的信号，要收到该电台的信号，可采用下列何种办法( A )
A．增加调谐电路中线圈的匝数
B．加大电源电压
C．将调谐电路线圈中的铁芯抽走
D．减小电源电压
解析：当调谐电路的固有频率等于接收电磁波的频率时，发生电谐振才能较好地收到电台信号，本题中接收不到较低频率电台发出的信号的原因是调谐电路的固有频率较高，所以要接收到信号，可减小调谐电路的固有频率f，由f＝ eq \f(1,2π\r(LC)) 可知，在电容C无法再调节的情况下，若增加调谐电路中线圈的匝数，则增大L，减小f；若将调谐电路线圈中的铁芯抽走，则减小L，增大f；显然f与电源电压无关。故选A。
4．(2023·湖南郴州高二统考期末)近年来，人们大量使用第五代移动通信技术(简称5G)智能手机，它既能实现好的通话信号，还能随时且快速无线上网，下列说法正确的是( B )
A．电磁波在空气中的传播速度是340 m/s
B．手机无线上网是利用电磁波传输信息的
C．手机无线上网是利用声波传输信息的
D．电磁波不能在真空中传播
解析：电磁波在空气中的传播速度接近光速c，即接近3×108 m/s，故A错误；手机无线上网是利用电磁波传输信息的，不是声波，故B正确，C错误；电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，故D错误。故选B。
5．(2023·山东枣庄高二统考期末)太赫兹波是一种电磁波﹐波长在3～0.03 mm，不少专家确信太赫兹波将颠覆未来绝大多数行业，甚至还有人认为太赫兹波将是6G或者7G通信的基础，因为太赫兹波比雷达波(波长在1 m～1 mm)波长更短，穿透力更强。下列说法正确的是( D )
A．太赫兹波是纵波
B．使接收太赫兹波的电路产生电谐振的过程叫解调，是调制的逆过程
C．雷达是利用雷达波波长短、衍射不明显的特点来测定物体位置的。太赫兹波不能用于测定物体的位置
D．与雷达波相比，要产生太赫兹波，需要频率更大的电磁振荡电路
解析：太赫兹波是电磁波，是横波，A错误；使接收电路产生电谐振的过程叫调谐，俗称选台；解调是调制的逆过程，B错误；雷达是利用微波来测定物体位置的无线电设备，是利用微波波长短、衍射不明显的特点，太赫兹波也具有波长较短、衍射不明显的特点，则也能用于测定物体的位置，C错误；与雷达波相比，要产生太赫兹波，因为太赫兹波比雷达波(波长在1 m～1 mm)波长更短，需要频率更大的电磁振荡电路，D正确。故选D。
6．我们的生活已经离不开电磁波，如：GPS定位系统使用频率为10.23 MHz(1 MHz＝106 Hz)的电磁波，手机工作时使用频率为800～1 900 MHz的电磁波，家用5GWi­Fi使用频率约为5 725 MHz的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018 Hz的电磁波。关于这四种电磁波的说法正确的是( C )
A.家用5GWi­Fi使用的电磁波的衍射现象最明显
B．GPS定位系统使用的电磁波的能量最强
C．地铁行李安检时使用的电磁波具有较强的穿透本领
D．手机工作时使用的电磁波是纵波，不能产生偏振现象
解析：家用5GWi­Fi使用的电磁波的频率较高，所以其波长较短，故其衍射现象不明显，故A错误；GPS定位系统使用的电磁波比家用5GWi­Fi使用的电磁波的频率要低，根据电磁波的频率越高，能量越大，可知GPS定位系统使用的电磁波的能量不是最强的，故B错误；地铁行李安检时使用频率为1018Hz的电磁波，频率非常高，这种电磁波具有较强的穿透本领，故C正确；电磁波均为横波，能产生偏振现象，故D错误。
7．(2023·辽宁锦州高二统考期末)关于电磁波，下列说法正确的是( D )
A．电磁波和机械波的传播都需要依靠介质
B．各种频率的电磁波在真空中传播的速度不同
C．遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率大
D．手机是人们生活中普遍使用的通信工具，它是利用电磁波进行通信的
解析：机械波的传播需要依靠介质，电磁波的传播不需要介质，A错误；各种频率的电磁波在真空中传播的速度相同，B错误；遥控器发出的红外线的频率比医院CT中的X射线的频率小，C错误；手机是人们生活中普遍使用的通信工具，它是利用电磁波进行通信的，D正确。故选D。
二、选择题(每小题有多个选项符合题目要求)
8．在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，调制分调幅和调频两种。如图①所示有A、B两幅图，在收音机电路中天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把高频成分和低频成分分开，只让低频成分输入下一级，如果采用如图②所示的电路，图中虚线框a和b内只用一个电容器或电感器。以下关于电磁波的发射和接收的说法中，正确的是( AC )

A．在电磁波的发射技术中，图①中A是调幅波
B．在电磁波的发射技术中，图①中B是调幅波
C．图②中a是电容器，用来通高频阻低频，b是电感器，用来阻高频通低频
D．图②中a是电感器，用来阻交流通直流，b是电容器，用来阻高频通低频
解析：调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载，故A为调幅波，B为调频波，故A正确，B错误；根据交流电路中电容的通高频阻低频和电感线圈的通低频阻高频作用可知，元件a要让高频信号通过，阻止低频信号通过，故元件a是电容器；元件b要让低频信号通过，阻止高频信号通过，故元件b是电感器，故C正确，D错误。故选AC。
9．如图所示为收音机接收电磁波的电路图(局部)，由线圈L与可变电容器C组成，它相当于一个LC振荡电路，当各个无线电台发射的电磁波都通过磁棒后，会在L中不同程度地产生感应电流(振荡电流)，当可变电容器电容调至某一值(选台)使其振荡频率恰好与天水人民广播电台发射频率相同时，仅可接收该台广播节目。若要改为接收中央人民广播电台(高于天水台频率)的节目，可采取的措施是( BCD )
A．增大电容器电容
B．减小电容器电容
C．将磁棒上线圈匝数减少
D．将磁棒从线圈中抽出一部分
解析：根据电磁振荡的频率公式f＝ eq \f(1,2π\r(LC)) 可知，如果要振荡频率高于天水台频率，可以采用减小电容器C的电容，或减少磁棒上线圈L的匝数或者将磁棒从线圈中抽出一部分，从而减小线圈L的自感系数，故B、C、D正确，A错误。故选BCD。
10．关于移动电话，下列说法中正确的是( BC )
A．随身携带的移动电话(手机)内，只有无线电接收装置，没有无线电发射装置
B．随身携带的移动电话(手机)内，既有无线电接收装置，又有无线电发射装置
C．两个携带手机的人，必须通过固定的基地台转接，才能相互通话
D．两个携带手机的人如果离得较近，不需要基地台，可以直接相互通话
解析：移动电话内既有无线电接收装置又有无线电发射装置。由于移动电话发射功率小，因此必须通过固定的基地台转接，两个携带手机的人才能通话，故B、C正确，A、D错误。故选BC。
三、非选择题
11．雷达测距防撞控制系统是利用脉冲电磁波来测定目标的位置和速度的设备，某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方匀速飞来，已知该雷达显示屏上相邻刻度线之间的时间间隔为1.0×10－4 s，某时刻雷达显示屏上显示的波形如图甲所示，A脉冲为发射波，B脉冲为目标反射波，经t＝170 s后雷达向正上方发射和被反射的波形如图乙所示，则该飞机速度大小约为多少？
答案：306 m/s
解析：由题图示信息知，比较远时，飞机到雷达的距离
s＝ eq \f(ct,2) ＝ eq \f(3×108×4×10－4,2) m＝6×104 m，
当飞机到达雷达正上方后，
距离s′＝ eq \f(ct′,2) ＝ eq \f(3×108×2×10－4,2) m＝3×104 m，
由于开始时飞机在斜上方，后来飞机到达正上方，所以飞机的速度
v＝ eq \f(\r(（6×104）2－（3×104）2),170) m/s≈306 m/s。
12．如图所示，线圈的自感系数为3 μH，在线圈的中间有抽头2，电容器的电容可在150～300 pF变化，S为转换开关。求此回路的最大周期和最大频率。
答案：1.884×10－7 s 1.06×107 Hz
解析：根据T＝2π eq \r(LC) ，
可得振荡的最大周期为
Tmax＝2π eq \r(LmaxCmax) ＝2π eq \r(3×10－6×300×10－12) s＝1．884×10－7 s，
根据f＝ eq \f(1,T) ＝ eq \f(1,2π\r(LC)) ，
解得fmax＝ eq \f(1,2π\r(LminCmin)) ＝ eq \f(1,2π\r(1.5×10－6×150×10－12)) Hz＝1．06×107 Hz。